Wird ein großer Kondensator einen Stromkreis beschädigen?

Ich habe 32 Servos, die von einer 7,5-V-Batterie mit einer Nennleistung von 2500 mAh betrieben werden, und ich bin sicher, dass sie genug Leistung hat, um die Servos zu handhaben, aber es sieht nicht so aus, als könnte sie alle Servos gleichzeitig bewältigen.

Ich dachte, ich könnte der Schaltung einen Kondensator hinzufügen, um dieses Problem zu lösen, also bedenke, dass ich in der Elektronik sehr neu bin und gerade erst herausgefunden habe, dass Ampere eher ein direktes Ergebnis der Anforderung der Schaltung sind als das, was die Batterie erlischt, könnten Sie bitte meine Fragen unten beantworten?

  1. Könnte ich einen Kondensator direkt vor dem Servocontroller platzieren, um die intermittierenden Lastanforderungen zu bewältigen?
  2. Würde ein großer Kondensator die Schaltung beschädigen?
  3. Funktioniert ein Kondensator wie eine Batterie und gibt nur die benötigte Leistung ab, anstatt alles, was er hat, in den Stromkreis zu entladen?
  4. Muss ein Kondensator zwischen Plus und Masse montiert werden oder muss das Plus durchgehen?
Ein Kondensator enthält im Allgemeinen sehr wenig Energie im Vergleich zu einer Batterie. Es glättet kurze Stromspitzen, hilft aber nicht bei längeren Stößen oder kontinuierlichem Bedarf.
Das sind viele Servos. Sagt das Datenblatt, wie viel Strom sie ziehen?
@RJR ja, der Roboter hat viele Freiheitsgrade, besonders für einen Zweibeiner. Ich bin mir sicher, dass es das tut, aber die Servos, die ich verwendet habe, sind billig, weil ich so viele brauche, und daher sehen sie unbenannt aus.

Antworten (2)

  1. Ja
  2. Es sollte nicht. Es sollte Spannungsabfälle glätten.
  3. Ja, es wirkt eher wie eine Konstantspannungsquelle. Ein unendlich großer Kondensator wäre eine ideale Spannungsquelle.
  4. Es sollte zwischen Plus und Masse montiert werden. Grundsätzlich sollte es so aussehen, als wäre es eine parallel montierte Batterie.

Sie können sich einen Kondensator wie den Tank auf den meisten Toiletten vorstellen. Es speichert zusätzliches Wasser für die Zeiten, in denen Sie zusätzliches Wasser (Strom) zum Spülen benötigen. Der Kondensator in dieser Analogie wäre wie ein unter Druck stehender Toilettentank. Dabei ist Druck Spannung und Wassermenge Strom. Wenn sich Ihr Servo einschaltet, haben Sie jetzt mehr temporäres Wasservolumen bei Leitungsdruck, um Ihren Bedarf zu decken, wenn Sie einen Kondensator installieren. Kurz gesagt, mehr Strom bei gleicher Spannung.

Vielen Dank für Ihre schnelle Antwort, obwohl sie eine neue, aber sehr verwandte Frage ausgelöst hat. Passt ein Kondensator zur Spannung der Batterie oder muss ich einen Kondensator besorgen, der für die Spannung der Batterie ausgelegt ist?
Wenn Sie die Kappe parallel zur Batterie legen, stimmt sie mit der Spannung der Batterie überein. Denken Sie bei der Auswahl eines Kondensators daran, dass er etwa 25 % höher bewertet werden soll als die höchste erwartete Spannung (technische Faustregel). Wenn der Kondensator an einem anderen Punkt in der Schaltung platziert wird, beispielsweise nach einem Regler, passt er zur Spannung des Reglers. Die Obergrenze muss jedoch immer noch mindestens 25 % über dieser Spannung liegen.
Danke, dass Sie dabei geholfen haben, ich mag die Toilettenanalogie. Sehr gut verständlich, danke.
@horta Variiert die 25%-Regel aus Interesse je nach Art der Obergrenze? Ein Dozent, den ich angedeutet hatte, schien anzudeuten, dass Elektrolithen viel empfindlicher auf Spannungen reagieren als andere Arten und einige andere Arten sich viel weniger um Spannung kümmern.
Mindestens 25 % Überdimensionierung ist nur eine allgemeine technische Richtlinie für jede Komponente. Elektrolyte haben aufgrund der Kondensatorplage definitiv einen schlechten Ruf: en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_plague Da die Pest von Elektrolytkondensatoren ein Alterungsproblem war, hätte eine noch stärkere Überdimensionierung die beobachteten Alterungsprobleme gemildert. Kurz gesagt, wenn Sie einer Herstellerspezifikation vertrauen, sollte es keine Rolle spielen, welche Art von Kappe Sie verwenden.

In dieser Situation können Sie sich einen Kondensator als Schnelllade- und Entladebatterie parallel zu Ihrer normalen Batterie vorstellen.

1 - vielleicht (siehe unten)

2 - Ein großer Kondensator benötigt eine große Strommenge zum Aufladen und kann für kurze Zeit eine große Strommenge liefern. Dies könnte den Stromkreis (dh die Batterie) beschädigen, hängt jedoch vom Stromkreis ab. Es würde höchstwahrscheinlich eine viel größere Kapazität erfordern, als Sie verwenden werden, um Probleme zu verursachen, mit einer Ausnahme. Beim Anschließen einer Batterie an einen entladenen Kondensator kann die Stromaufnahme extrem hoch sein, da sich die Kappe auflädt.

3 - Im Gleichstrombereich entladen sowohl eine Batterie als auch ein Kondensator das, was erforderlich ist, um das Ohmsche Gesetz zu erfüllen. Dies bedeutet, dass bei steigender Lastleistung (dh sinkender Lastwiderstand) mehr Strom zugeführt wird, bis die Spannung abfällt.

4 - Sie würden es parallel zur Batterie montieren.

Aber bevor Sie zu Kondensatoren springen, müssen Sie sich Ihr Setup genauer ansehen.

Eine Batterie hat eine bestimmte Spannung und einen bestimmten Innenwiderstand. Angenommen, Sie haben eine Zelle mit 4 V und 0,1 Ohm Innenwiderstand. Wenn Sie versuchen, 5A herauszuholen, erhalten Sie 5A * 0,1 Ohm = 0,5 V, die mit dem Innenwiderstand der Batterie verloren gehen. Ihre Last sieht also nur 4,5 V. Möglicherweise müssen Sie auch den Leitungswiderstand von Ihrer Batterie zur Last als weiteren Spannungsabfall berücksichtigen. An einem bestimmten Punkt reicht die an der Last verbleibende Spannung nicht mehr aus. Ein extremes Beispiel hierfür ist ein startendes Auto, bei dem der Anlasser möglicherweise nur 8 V von der 12-V-Batterie sieht. Ein Kondensator kann helfen, indem er weniger Momentanstrom von der Batterie fordert und somit die Busspannung höher hält.

Es ist möglich, dass ein Kondensator oder eine Kondensatorbank ausreicht, um Sie durch die Spitzenlasten zu bringen. Dies setzt voraus, dass Ihre Bewegung bei den meisten Servos nicht kontinuierlich ist und die erforderliche Haltekraft gering ist. Eine viel idealere Lösung besteht darin, die Batterie so zu dimensionieren, dass die Entladungsrate nahe an dem liegt, was benötigt wird. Diese hängt von der Batteriechemie ab und wird in einem Vielfachen von C (Batteriekapazität) ausgedrückt. Wenn sich Ihr Akku beispielsweise bei 3 ° C entladen könnte, könnten Sie 3 x 2500 mAh oder 7,5 A daraus ziehen.

Wenn Sie eine große Kondensatorbank verwenden, um Peeks zu speisen, können Sie die Batterie immer noch beschädigen, es sei denn, Sie haben genügend Widerstand zwischen der Batterie und den Kondensatorbänken. Die Batterie drückt so viel Strom wie möglich in die Kondensatorbank, um sie wieder aufzuladen. Batterien sind einfache Dinge und es liegt in der Verantwortung des Konstrukteurs, die Last so zu strukturieren, dass die Batterie nicht beschädigt wird.

Wenn Sie sich für die Verwendung einer Kondensatorbank entscheiden, müssen Sie sich auch darüber im Klaren sein, dass es Situationen geben kann, in denen die verfügbare Leistung erschöpft ist und Sie mehr aus der Batterie ziehen, als Sie sollten. Dies wird SEHR schnell passieren, es sei denn, Sie haben eine extrem große Kondensatoranordnung.

Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, es zu erklären, Sie haben mir definitiv etwas zum Nachdenken in Bezug auf die Batteriegröße usw. gegeben. Der einzige Grund, warum ich Ihre nicht als Antwort markiert habe, ist, weil @horta zuerst da war.
@LukeAlderton: Sie sollten die beste Antwort akzeptieren, nicht die erste.
@insta Sie beantworten beide meine Fragen und beide haben unterschiedliche Möglichkeiten, sie zu erklären, es sind auch beide sehr gute und gleichermaßen zufriedenstellende Antworten. In diesem Fall wird zuerst angenommen, wer zuerst kommt.
Wird ein großer Kondensator einen Stromkreis beschädigen?
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